
تعداد نشریات | 30 |
تعداد شمارهها | 415 |
تعداد مقالات | 3,656 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,775,145 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,953,865 |
ارزیابی و واسنجی مدل SEBAL برای برآورد تبخیر – تعرق واقعی در محدودهی پروژه پخش سیلاب دشت گربایگان | ||
مدل سازی و مدیریت آب و خاک | ||
دوره 5، شماره 3، مهر 1404، صفحه 261-276 اصل مقاله (1.23 M) | ||
نوع مقاله: مطالعه موردی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22098/mmws.2025.17580.1607 | ||
نویسندگان | ||
حمید حسینی مرندی* 1؛ مجتبی پاکپرور2؛ میرمسعود خیرخواه زرکش3 | ||
1استادیار، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران | ||
2دانشیار، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران | ||
3دانشیار، بخش هیدرولوژی و توسعه منابع آب، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
برآورد دقیق تبخیر-تعرق واقعی (ETa) نقش مهمی در مدیریت بهینه منابع آب، بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک ایفا میکند. در این پژوهش با بهرهگیری از مدل بیلان انرژی سطحی SEBAL و تصاویر ماهوارهای لندست ۸ و ۹، میزانETa در دشت گربایگان استان فارس طی سالهای ۱۳۹۷ تا ۱۴۰۰ برآورد و تحلیل شد. منطقه مورد مطالعه، بخشی از دشت گربایگان و در محدوده پروژه پخش سیلاب (ایستگاه آبخوانداری) کوثر است؛ که دارای اقلیم خشک است. تصاویر ماهوارهای پس از تصحیحات هندسی، رادیومتریک و اتمسفری، بههمراه دادههای هواشناسی برای تغذیه مدلSEBAL به کار گرفته شد. این مدل با استفاده از معادله بیلان انرژی و شاخصهای گیاهی مانند NDVI و SAVI، مقدار تبخیر-تعرق واقعی (ETa) را در مقیاس مکانی دشت گربایگان (حدود ۱۲۵ کیلومتر مربع) و در بازه زمانی فصل زراعی بهار و تابستان ۱۴۰۲، با استفاده از تصاویر چندزمانه Landsat 8، محاسبه کرد. نتایج مدل با دادههای میدانی شامل تبخیر-تعرق مرجع، بیلان آب خاک و حجم آب برگشتی مقایسه و اعتبارسنجی شد. مقدار Eta در فصل سرد بین 8/0 تا 2/3 میلیمتر در روز و در فصل گرم بین 8/1 تا 6/5 میلیمتر در روز متغیر بود. همچنین، اعمال پارامتر سرعت باد موجب افزایش دقت مدل گردید، بهگونهای که مقدار ضریب تعیین (R²) بین ETa مدلشده و داده مرجع از 68/0 به 79/0 افزایش یافت. بررسی ضریب گیاهی (Kc) نشان داد که نوع پوشش گیاهی و مراحل رشدی آن، نقش مهمی در تغییرات ETa دارد. نتایج این پژوهش، کارایی بالای مدل سنجش از دور و دادههای محلی را در برآورد دقیق ETa و پشتیبانی از مدیریت پایدار منابع آب در مناطق خشک و نیمهخشک تأیید میکند. استفاده از مدل سیبال در توسعه سامانههای مدیریتی برای پایش تبخیر–تعرق و اجرای آبیاری دقیق، زمینهساز بهینهسازی مصرف آب در مناطق خشک و دارای محدودیت دادههای زمینی خواهد بود. | ||
کلیدواژهها | ||
دادههای هواشناسی؛ سنجش از دور؛ اندازهگیری میدانی؛ بیلان آب خاک؛ پیکسل | ||
مراجع | ||
منابع: امیدوار، جواد، نوری، سمیرا، داوری، کامران، و فریدحسینی، علیرضا (1392). برآورد تبخیر و تعرق واقعی مبتنی بر تصاویر ماهواره ای با استفاده از دو الگوریتم سبال و متریک. مهندسی آبیاری و آب ایران، 3 (12)، 11-22. ایلامی، بهمن، پاکپرور، مجتبی، حسینی مرندی، حمید، جوکار، لادن، روستا، محمدجواد، رهبر، غلامرضا، سررشتهداری، امیر،سلیمانپور، سید مسعود، قهاری، غلامرضا، کریمزادگان، حسن، کریمی، عبدالحمید، کوثر، سید آهنگ، کمالی، کوروش، محمدنیا، مهرداد، مرتضوی جهرمی، سید مرتضی، مصباح، سید حمید، نجابت، مسعود، نکوئیان، غلامعلی، هاشمی، حسین (1403). درسهایی از نیم سده پژوهشهای آبخوانداری با گسترش سیلاب. پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، 240 صفحه. پیری، حلیمه و پوزن، محمد طاهر (1398). ارزیابی 24 مدل تبخیر و تعرق گیاه مرجع در اقلیمهای مختلف ایران. اکوهیدرولوژی،6(3). doi: 10.22059/ije.2019.277302.1065 رستمی زاد، قباد، پاک پرور، مجتبی، عبدی نژاد، پرویز، عبداللهی، زهرا و خلفی، جعفر . (1403). برآورد مقدارتبخیر-تعرق محدوده متاثر از عرصه پخش سیلاب با استفاده از الگوریتم متریک. مهندسی و مدیریت آبخیز، 16(1)، 154-169 doi:10.22092/ijwmse.2023.361980.2016 رییسی، مریم، حقیزاده، علی، نوذری، حامد، و زینیوند، حسین (1404) برآورد تبخیر _ تعرق واقعی کشت آبی و باغات دشت نهاوند با استفاده از الگوریتم SEBAL، مدل سازی و مدیریت آب و خاک، 5(1)، 213-230 doi:10.22098/mmws.2024.15091.1462 زارع خورمیزی، هادی، علی طویلی و غفاریان مالمیری، حمیدرضا (1400). برآورد تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم سیبال (SEBAL) و مقایسۀ آن با تبخیر و تعرق استاندارد فائو 56 بهبود یافته با رابطۀ NDVI-KC. سنجش از دور و GIS ایران، 13(3)، 92-73. doi:10.52547/gisj.13.3.73 زارع خورمیزی، هادی، و غفاریان مالمیری، حمیدرضا (1399). بررسی اثر ارتفاع و دما در فرایندهای فنولوژی گیاهان، با استفاده از تجزیهوتحلیل هارمونیک سری زمانی NDVI سنجندة MODIS مطالعة موردی: شیرکوه استان یزد. سنجش از دور و GIS ایران، 12(3)، 1-22. doi: 10.52547/gisj.12.3.1 سالاری، حامد، کاشکی، عبدالرضا، کرمی، مختار و زندی، رحمان (1402). ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی محصول پنبه در استان خراسان رضوی. پژوهشهای اقلیمشناسی، 14(53)، 163-172. عمادزاده، مریم (1386). کاربرد سنجش ازدور در تخمین کارایی آب در مقیاس حوضهای (مطالعه موردی در زیر حوضة قره سو)، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران. 135صفحه. فخار، محدثه سادات و کاویانی، عباس (1403). برآورد تبخیر-تعرق واقعی با استفاده از دادههای سنجش از دور بهمنظور بهبود مدیریت منابع آب. مدیریت آب و آبیاری، 14(3)، 629-648 doi: 10.22059/jwim.2024.369438.1123 قربانی، اردوان، فرامرزی،محمد، کرمی، جلال، غلامی ، نبی الله و سبحانی، بهروز (1394). ارزیابی مقایسهای الگوریتمهای سیبال و متریک در برآورد تبخیر-تعرق: مطالعه موردی شهرستان ملایر. برنامهریزی و آمایش فضا، 19(2)، 184-153 محمود زاده، الهام، انوری، صدیقه (1400). تحلیل حساسیت الگوریتم SEBAL در برآورد نیاز آبی محصولات زراعی. پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز، (24)12، 217-227. doi: 10.52547/jwmr.12.24.217
References Alazba, A. A., Shakir, A. S., & Al-Ghobari, H. M. (2024). Evaluation of surface energy balance models for estimating actual evapotranspiration in an arid region. Earth Systems and Environment, 8(4), 563–576. doi:10.1007/s41748-023-00379-z Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration – Guidelines for computing crop water requirements (FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56). Rome: FAO. Allen, R., G, M. Tasumi and R. Trezza, (2007). Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC)-model. ASCE Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 133: 380-394. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380) Allen, R. G., L. S. Pereira, T. A. Howell and M. E. Jensen, (2011).Evapotranspiration information reporting: I. Factors governing measurement accuracy. Agricultural Water Management 98: 899-920 doi:10.1016/j.agwat.2010.12.015 Bastiaanssen, W. G. M., Menenti, M., Feddes, R. A., and Holtslag, A. A. M. (1998). A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL): 1. Formulation. Journal of Hydrology, 212–213, 198–212. doi:10.1016/S0022-1694(98)00253-4 Bastiaanssen, W. G. M. (2000). SEBAL-based sensible and latent heat fluxes in the irrigated Gediz Basin, Turkey. Journal of Hydrology, 229, 87–100. doi:10.1016/S0022-1694(99)00202-4 Bastiaanssen, W. G. M., Noordman, E. J. M., Pelgrum, H., Davids, G., Thoreson, B. P., and Allen, R. G. (2005). SEBAL model with remotely sensed data to improve water-resources management under actual field conditions. Journal of irrigation and drainage engineering, 131(1), 85-93. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2005)131:1(85) Eilami, B., Ghahari, Gh., Hashemi, H., Hosseinimarandi, H., Jowkar, L., Kamali, K., Karimi, A., Karimzadegan, H., Kowsar, S.A.,Mohammadnia, M., Mesbah, S.H., Mortazavi Jahromi, S.M., Nejabat, M., Nekooeian, Gh., Pakparvar, M., Rahbar, Gh., Rousta, M.J., Sarreshtehdari, A., and Soleimanpour, S.M.(2024). Lessons learn from fifty years of floodwater spreading studies for aquifer management. Soil Conservation and Watershed Management Institute. Tehran. 240 p. [In Persian]. El Tahir, M. E. H., Wenzhong, W., Xu, C.-Y., Youjing, Z., and Singh, V. P. (2012). Comparison of Methods for Estimation of Regional Actual Evapotranspiration in Data Scarce Regions: Blue Nile Region, Eastern Sudan. Journal of Hydrologic Engineering, 17 (4), 477-487. doi:10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000429 Emadzadeh, M. (2007). Application of remote sensing in estimating water use efficiency at the watershed scale (Case study in the Qareh Su watershed). Master’s thesis, Sharif University of Technology, Tehran.135p. [In Persian]. Estevez, E., Cabrera, M. C., Fernández-Vera, J. R., Hernandez-Moreno, J. M., Mendoza-Grimón, V., and Palacios-Díaz, M. P. (2010). Twenty-five years using reclaimed water to irrigate a golf course in Gran Canaria. Journal of Agricultural Research, 8(S2), 95-101. doi:10.5424/sjar/201008S2-1353 Fakhar, M. S., and Kavyani, A. (2024). Estimation of actual evapotranspiration using remote sensing data for improved water management. Journal of Water and Irigation Management, 14(3), 629-648. doi:10.22059/jwim.2024.369438.1123[In Persian]. Ghorbani, A., Faramarzi, M., Karami, J., Gholami, N., and Sobhani, B. (2015). Comparative evaluation of SEBAL and METRIC algorithms for evapotranspiration estimation: A case study of Malayer County. Spatial Planning and Development, 19(2), 153–184 https://civilica.com/doc/2151258 [In Persian]. Gong, L., Xu, C., Chen, D., Halldin, S., & Chen, Y. D. (2006). Sensitivity of the Penman–Monteith reference evapotranspiration to key climatic variables in the Changjiang (Yangtze River) basin. Journal of Hydrology, 329(3-4), 620-629. doi:10.1016/j.jhydrol.2006.03.027 Jabloun, M., and Sahli, A. (2008). Evaluation of FAO-56 methodology for estimating reference evapotranspiration using limited climatic data: Application to Tunisia. Agricultural Water Management, 95(6), 707-715. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2008.01.009 Landeras, G., Ortiz-Barredo, A., and López, J. J. (2008). Comparison of artificial neural network models and empirical and semi-empirical equations for daily reference evapotranspiration estimation in the Basque Country (Northern Spain). Agricultural Water Management, 95(5), 553-565. doi:10.1016/j.agwat.2007.12.011 Liu Q, Yasufuku N, Miao J, and Ren J. (2014). An approach for quick estimation of maximum height of capillary rise: Soils and Foundations, 54(6), 1241-1245 doi:10.1016/j.sandf.2014.11.017 Lu, J., Z.-L. Li, R. Tang, B.-H. Tang, H. (2013). Evaluating the SEBS-estimated evaporative fraction from MODIS data for a complex underlying surface. Hydrological Processes, 27: 3139-3149. doi:10.1002/hyp.9440 Maeda, E. E., Wiberg, D. A., and Pellikka, P. K. E. (2011). Estimating reference evapotranspiration using remote sensing and empirical models in a region with limited ground data availability in Kenya. Applied Geography, 31 (1), 251-258 doi: 10.1016/j.apgeog.2010.05.011. Mahmudzadeh, E., & Anvari, S. (2021). Sensitivity Analysis of SEBAL Algorithm for Estimating Agricultural Irrigation Requiremants. Watershed Manage Res. 12(24), 217-227 doi:10.52547/jwmr.12.24.217 [In Persian]. Mandal, N., & Chanda, K. (2023). Performance of machine learning algorithms for multi-step ahead prediction of reference evapotranspiration across various agro-climatic zones and cropping seasons. Journal of Hydrology, 13(3), 73–92. doi:10.52547/gisj.13.3.73 Mao, D., He, X., Wang, Z., Tian, Y., Xiang, H., Yu, H. (2019). Diverse policies leading to contrasting impacts on land cover and ecosystem services in Northeast China. Journal of Cleaner Production, 212, 260-271. Mokhtari, M. H., B. Ahmad, H. Hoveidi and I. Busu, (2013). Sensitivity Analysis of METRIC–Based Evapotranspiration Algorithm. International Journal of Environmental Research, 7: 407-422. doi: 10.22059/ijer.2013.620 Nandagiri, L., & Kovoor, G. M. (2006). Performance Evaluation of Reference Evapotranspiration Equations across a Range of Indian Climates. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 132(3), 238-252 doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2006)132:3(238) Norman, J. M., Kustas, W. P., and Humes, K. S. (1995). Source approach for estimating soil and vegetation energy fluxes in observations of directional radiometric surface temperature. Agricultural and Forest Meteorology, 77(3–4), 263–293 doi:10.1016/0168-1923(95)02265-Y Omidvar, J., Nouri, S., Davari, K., and Farid-Hosseini, A. R. (2013). Estimating actual evapotranspiration using satellite imagery with SEBAL and METRIC algorithms. Journal of Irrigation and Water Engineering, 3(12), 11-22 [In Persian].doi: 73522_d9eb17f9dfdd75ee47804d2c5a6e681a. Pakparvar, M., W. Cornelis , L. S. Pereira, D. Gabriels, H. Hosseinimarandi et al., (2014). Remote sensing estimation of actual evapotranspiration and crop coefficients for a multiple land use arid landscape of southern Iran with limited available data. J. of Hydroinformatics 16: 1441-1460. doi:org/10.2166/hydro.2014.140 Pereira, L. S., R. Allen, M. Smiith and D. Raes, (2015). Crop evapotranspiration estimation with FAO56: Past and future. Agricultural Water Management, 147: 4-20 doi:10.1016/j.agwat.2014.07.031. Piri, H., and Poozan, M. (2019). Evaluation of 24 models of reference evapotranspiration in different climates of Iran. Journal of Ecohydrology, 6(3), 611–622.doi: 10.22059/ije.2019.277302.1065 [In Persian]. Raeesi, M., Haghighizadeh, A., Nozari, H., Vazinivand, H. (2025). Estimating actual evapotranspiration of irrigated crops and orchards in Nahavand city using the SEBAL algorithm. Modeling and Management of Water and Soil, 5(1), 213-230. doi:10.22098/mmws.2024.15091.1462 [In Persian]. Rawat, K. S., Singh, S. K., Bala, A., and Szabó, S. (2019). Estimation of crop evapotranspiration through spatial distributed crop coefficient in a semi-arid environment. Agricultural Water Management, 216, 1-10. Rostamizad, G. , Pakparvar, M. , abdinejhad, P. , Abdollahi, Z. and khalafi, J. (2024). Estimating the amount of evapotranspiration in the area affected by flood spreading using METRIC algorithm. Watershed Engineering and Management, 16(1), 154-169. doi: 10.22092/ijwmse.2023.361980.2016 [In Persian]. Salari, H., Kashki, A., Karami, M and Zandi, R. (2023). Evaluation of climate change impacts on water requirement of cotton crop in Razavi Khorasan Province. Journal of Climatology Research, 14(53), 163–172 https://clima.irimo.ir/article_180131 [In Persian]. Senay, G. B., Budde, M. E., and Verdin, J. P. (2011). Operational evapotranspiration mapping using remote sensing and weather data: A case study of the conterminous United States. Journal of the American Water Resources Association, 47(3), 606–617. doi:10.1111/j.1752-1688.2011.00553.x Su, Z., W. Timmermans, A. Gieske, L. Jia, J. A. Elbers et al., (2008). Quantification of land–atmosphere exchanges of water, energy and carbon dioxide in space and time over the heterogeneous Barrax site. International Journal of Remote Sensing, 29: 5215-5235. doi:10.1080/01431160802326099 Tasumi M, (2019). Estimating evapotranspiration using METRIC model and Landsat data for better understandings of regional hydrology in the western Urmia Lake Basin: Agricultural Water Management, 226,. 105805 doi:10.1016/j.agwat.2019.105805 Thenkabail, P. S., Smith, R. B., and De Pauw, E. (2007). Hyperspectral narrowband and multispectral broadband indices for remote sensing of crop evapotranspiration and its components: Transpiration and soil evaporation. Agricultural and Forest Meteorology, 143(3–4), 131–145. doi:10.1016/j.agrformet.2006.12.003 Tofigh, S., Rahimi, D., and Zakerinejad, R. (2020). A comparison of actual evapotranspiration estimates based on remote sensing approaches with a classical climate data driven method. Acta Universitatis Carolinae Geographica, 55(2), 1-18. doi:10.14712/23361980.2020.12 Wang, J., Sammis, T. W., and Gutschick, V. P. (2009). Sensitivity analysis of the surface energy balance algorithm for land (SEBAL). Transactions of the ASABE, 52(5). Yang, Y., Zhou, X., Yang, Y., Bi, S., Yang, X., and Li Liu, D. (2018). Evaluating water-saving efficiency of plastic mulching in Northwest China using remote sensing and SEBAL. Agricultural Water Management, 209, 240-248. doi:10.1016/j.agwat.2018.07.011 Yang , Y. (2022). Evaluation of SEBAL model for estimating actual evapotranspiration using remote sensing data in arid regions. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 25, 100692. Yousefi, E., Sayadi, M.S., Chamanehpour, E. (2022). Google Earth Engine platform to calculate the hydrometeorology and hydrological water balance of wetlands in arid areas and predict future changes. Journal of Aplide Research in Water and Watershed, 9 (2022) 52-68 Zare khormizie, H., Tavili, A., Ghafarian Malmiri, H. R. (2021). Estimating actual evapotranspiration using the SEBAL algorithm and comparing it to the improved FAO 56 standardized evapotranspiration with the NDVI-KC relationship. Remote Sensing and GIS of Iran, 13(3), 73-92. doi:10.52547/gisj.13.3.73 [In Persian]. ZareKhurmizie, A., and Ghafarian Malmiri, H. R. (2020). Effect of height and temperature on plant phenological processes using harmonic analysis of MODIS NDVI time series (Case study: Shirkouh, Yazd province). Iranian Journal of Remote Sensing and GIS, 12(3), 1–22. doi: 10.52547/gisj.12.3.1 [In Persian].
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 114 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 21 |